KR100295248B1 - Wire bonding apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본딩아암의 높이위치에 따른 가압력이 달라져도, 높이위치를 위치결정하는 펄스 신호사이의 일정 위치에 정지하여 정지 위치 피치가 일정하게 되고, 위치 어긋남을 보정할 수가 있다.Even if the pressing force in accordance with the height position of the bonding arm varies, the stop position pitch is fixed by stopping at a constant position between the pulse signals for positioning the height position, and the position shift can be corrected.
컴퓨터(21)의 메모리(50)에는 본딩 툴(1)의 높이위치에 있어서의 정지위치 어긋남을 보정하여 위치제어부(41)를 제어하는 위치어긋남 보정치(51)가 기억되어 있다.In the memory 50 of the computer 21, a position shift correction value 51 for correcting the stop position shift at the height position of the bonding tool 1 to control the position control section 41 is stored.
Description
본 발명은 본딩아암이 상하 방향으로 이동가능하게 지지되고, 또한 탄성부재에 의하여 가압되는 와이어 본딩장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus in which a bonding arm is movably supported in an up and down direction and is pressed by an elastic member and a control method thereof.
본딩아암이 상하 방향으로 이동가능하게 지지되고, 또한 탄성부재에 의하여 가압되는 와이어 본딩장치는 도 4에 도시한 바와 같은 구조로 되어 있다. 일단에 본딩툴(1)을 갖는 본딩아암(2)은 지지프레임(3)의 일단에 고정되어 있다. 지지프레임(3)은 십자형상으로 조립부착된 판스프링(4)을 통하여 이동테이블(5)에 상하 방향으로 요동자유롭게 부착되고, 이동테이블(5)은 XY테이블(6)에 탑재되어 있다. 지지프레임(3)의 타단에는, 리니어 모터(7)의 코일(8)이 고정되고, 또 리니어 모터(7)의 마그네트(9)는 이동테이블(5)에 고정되어 있다. 지지프레임(3)의 후단에는 리니어스케일(10)이 고정되어 있고, 리니어 스케일(10)에 대향하여 이동테이블(5)에는 위치센서(11)가 고정되어 있다. 또한, 12는 본딩툴(1)에 삽통된 와이어를 표시하고, 13은 와이어(12)의 선단에 형성된 볼을 표시한다. 이 종류의 와이어 본딩장치로서, 예컨대 일본 특허공개공보 소58-184734호, 특허공개공보 평6-29343호, 특허공고공보 평6-80697호의 공보를 들 수 있다.The wire bonding apparatus in which the bonding arm is movably supported in the vertical direction and is pressed by the elastic member has a structure as shown in FIG. A bonding arm 2 having a bonding tool 1 at one end is fixed to one end of the support frame 3. The support frame 3 is swingably attached to the movable table 5 in the up-and-down direction via the leaf spring 4 assembled and assembled in a cross shape, and the movable table 5 is mounted on the XY table 6. At the other end of the support frame 3, the coil 8 of the linear motor 7 is fixed, and the magnet 9 of the linear motor 7 is fixed to the moving table 5. The linear scale 10 is fixed to the rear end of the support frame 3, and the position sensor 11 is fixed to the movement table 5 opposite to the linear scale 10. As shown in FIG. In addition, 12 shows the wire inserted into the bonding tool 1, and 13 shows the ball formed in the front-end | tip of the wire 12. As shown in FIG. As this kind of wire bonding apparatus, Unexamined-Japanese-Patent No. 58-184734, Unexamined-Japanese-Patent No. 6-29343, and 6-80697 are mentioned, for example.
따라서 리니어 모터(7)의 구동에 의하여 지지프레임 및 본딩아암(2)이 판스프링(4)의 지점(4a)을 중심으로 하여 요동되고, 본딩툴(1)이 상하 이동된다. 또 XY테이블(6)의 구동에 의하여 이동테이블(5), 지지프레임(3), 본딩아암(2) 및 본딩툴(1)이 XY방향으로 이동한다. 이 본딩툴(1)의 상하 이동 및 XY방향의 이동의 조합에 의하여, 도시되지 않은 워크상의 제1본딩점과 제2본딩점 사이에서 본딩툴(1)에 삽통된 와이어(12)를 접속한다. 여기서, 제1본딩점에는, 와이어(12)의 선단에 형성된 볼(13)이 본딩되고, 제2본딩점에는 와이어(12)의 타단이 본딩된다. 제1본딩점 및 제2본딩점에 볼(13) 및 와이어(12)를 본딩할 때, 본딩툴(1)에 의하여 볼(13) 또는 와이어(12)를 워크상의 본딩점에 밀어붙여 접속하기 위해, 리니어 모터(7)로부터 본딩 하중이 걸린다.Therefore, the support frame and the bonding arm 2 are rocked about the point 4a of the leaf spring 4 by the drive of the linear motor 7, and the bonding tool 1 is moved up and down. Moreover, the movement table 5, the support frame 3, the bonding arm 2, and the bonding tool 1 are moved to an XY direction by the drive of the XY table 6. As shown in FIG. By the combination of the vertical movement of the bonding tool 1 and the movement in the XY direction, the wire 12 inserted into the bonding tool 1 is connected between the first bonding point and the second bonding point on the workpiece (not shown). . Here, the ball 13 formed at the front end of the wire 12 is bonded to the first bonding point, and the other end of the wire 12 is bonded to the second bonding point. When bonding the ball 13 and the wire 12 to the first bonding point and the second bonding point, the bonding tool 1 pushes the ball 13 or the wire 12 to the bonding point on the work by connecting them. In order to do this, a bonding load is applied from the linear motor 7.
다음에 각 블록의 동작 및 리니어 모터(7)의 제어 형태에 관하여 설명한다. 외부 입출력 수단(20)은, 컴퓨터(21)에 대하여 동작에 필요한 각종 정보의 입출력을 행한다. 컴퓨터(21)는, 제어회로(22), 연산회로(23), 기준좌표 레지스터(24) 및 높이위치 카운터(26)를 가지며, 제어회로(22)는 외부입출력 수단(20), 연산회로(23), 기준좌표 레지스터(24) 및 높이위치 카운터(26)를 제어한다.Next, the operation of each block and the control mode of the linear motor 7 will be described. The external input / output means 20 inputs and outputs various information necessary for the operation to the computer 21. The computer 21 has a control circuit 22, arithmetic circuit 23, a reference coordinate register 24, and a height position counter 26. The control circuit 22 includes an external input / output means 20 and arithmetic circuit ( 23) the reference coordinate register 24 and the height position counter 26 are controlled.
기준좌표 레지스터(24)에는, 본딩아암(2)의 높이위치가 격납된다. 이 값은 하나의 위치지령이 되어, 위치제어회로(30)에 입력된다. 그러면 위치제어회로(30)는 전회의 위치지령과, 새로운 위치지령을 비교하여, 그 차이로부터 이동량을 생성한다. 이 이동량은 드라이브 신호(33)로서 모터 드라이버(31)에 전달된다.In the reference coordinate register 24, the height position of the bonding arm 2 is stored. This value becomes a position command and is input to the position control circuit 30. The position control circuit 30 then compares the previous position command with the new position command and generates a movement amount from the difference. This movement amount is transmitted to the motor driver 31 as the drive signal 33.
모터 드라이브(31)는, 드라이브 신호(33)에 의하여 본딩툴(1)을 지정한 높이위치로 이동시키기 위한 전력을 생성한다. 또한, 전력은, 전압과 전류의 곱이므로, 실제의 리니어 모터(7)의 제어는 전압 또는 전류의 어느 한쪽 또는 쌍방을 제어하면 된다. 따라서, 이하 리니어 모터(7)에 흐르는 드라이브 전류(35)를 제어하고, 전압은 고정치로 하는 제어방식에 관하여 설명한다. 이 드라이브 전류(35)를 제어하는 회로로서는, 예컨대 일본 특공평 6-18222호 공보를 들 수 있다. 모터 드라이버(31)에서 생성된 드라이브 전류(35)가 리니어 모터(7)의 코일(8)에 인가되면 구동력이 발생한다. 이 구동력에 의하여 지지프레임(3), 본딩아암(2) 및 본딩툴(1)이 판스프링(4)의 지점(4a)을 중심으로 하여 요동된다.The motor drive 31 generates electric power for moving the bonding tool 1 to the height position designated by the drive signal 33. In addition, since electric power is a product of voltage and electric current, actual control of the linear motor 7 should just control either or both of a voltage or an electric current. Therefore, the control system in which the drive current 35 flowing through the linear motor 7 is controlled and the voltage is fixed will be described below. As a circuit which controls this drive current 35, Unexamined-Japanese-Patent No. 6-18222 is mentioned, for example. When the drive current 35 generated by the motor driver 31 is applied to the coil 8 of the linear motor 7, a driving force is generated. By this driving force, the support frame 3, the bonding arm 2 and the bonding tool 1 are rocked about the point 4a of the leaf spring 4. As shown in FIG.
높이위치 카운터(26)는 위치센서(11)로부터의 신호를 컴퓨터(21)에 입력하는데 적합한 신호형식으로 변환하는 인코더(32)로부터의 신호를 계수하여, 리니어스케일(10)의 실제의 높이위치를 생성한다. 컴퓨터(21)에는, 미리 리니어 스케일(10)의 상하 방향의 이동량에 대한 본딩툴(1)의 상하방향의 이동량과의 비율과 위치센서(11)의 양자화 계수, 즉 이동량을 전기신호로 변환하는 계수가 부여되어 있으므로, 이것을 토대로 하여, 높이위치 카운터(26)가 나타내는 값을 연산회로(23)로 연산하므로써, 본딩툴(1)의 실제의 높이위치가 구해진다. 또한, 본딩툴(1)의 높이 위치란 본딩툴(1)이 하중을 인가해야할 물체와 접촉하고 있는 개소의 높이위치를 말한다.The height position counter 26 counts the signal from the encoder 32 which converts the signal from the position sensor 11 into a signal format suitable for inputting to the computer 21, and thus the actual height position of the linear scale 10. Create The computer 21 converts, in advance, the ratio of the movement amount in the vertical direction of the bonding tool 1 to the movement amount in the vertical direction of the linear scale 10 and the quantization coefficient of the position sensor 11, that is, the movement amount into an electrical signal. Since the coefficient is provided, the actual height position of the bonding tool 1 is obtained by calculating the value indicated by the height position counter 26 with the calculation circuit 23 based on this. In addition, the height position of the bonding tool 1 means the height position of the location where the bonding tool 1 is in contact with the object to apply a load.
그런데 본딩아암 및 본딩툴(1)은 판스프링(4)의 지점(4a)을 중심으로 하여 요동한다. 따라서, 본딩점에 본딩툴(1)이 접촉될때에 본딩툴(1)이 수직, 즉 본딩아암(2)이 수평상태인 것이 바람직하다. 이와 같이 본딩아암(2)을 수평으로 조정한 상태에서 외부 입출력수단(20)에 의하여, 컴퓨터(21)에 본딩아암(2)을 수평으로하도록 지시가 부여된다. 이 지시에 의하여, 제어회로(22)는 기준좌표 레지스터(24)를 통해 위치제어회로(30)에 대하여, 그를 위한 제어정보를 송출한다. 위치제어회로(30)로부터는 드라이브전류(35)를 생성하기 위한 드라이브 신호(33)가 모터 드라이버(31)로 이송된다. 모터 드라이버(31)는 이 드라이브 신호(33)를 토대로 지정된 극성 및 전류량의 드라이브 전류(35)를 생성하고, 코일(8)에 대하여 출력한다. 컴퓨터(21)로 부터의 본딩아암(2)의 이동에 관한 지시는 이와 같이 전달된다.However, the bonding arm and the bonding tool 1 swing around the point 4a of the leaf spring 4. Therefore, it is preferable that the bonding tool 1 is vertical when the bonding tool 1 is in contact with the bonding point, that is, the bonding arm 2 is horizontal. In this way, in the state where the bonding arm 2 is adjusted horizontally, an instruction is given to the computer 21 by the external input / output means 20 to make the bonding arm 2 horizontal. By this instruction, the control circuit 22 sends control information for the position control circuit 30 to the position control circuit 30 via the reference coordinate register 24. From the position control circuit 30, a drive signal 33 for generating a drive current 35 is sent to the motor driver 31. The motor driver 31 generates the drive current 35 of the specified polarity and the amount of current based on this drive signal 33 and outputs it to the coil 8. Instructions regarding the movement of the bonding arm 2 from the computer 21 are thus transmitted.
지지프레임(3)을 판스프링(4)으로 상하방향으로 요동 자유롭게 지지한 방식에 있어서는 코일(8)에 드라이브 전류(35)가 흐르고 있지 않을 때, 즉 리니어 모터(7)에 구동력이 발생하고 있지 않을 때에는, 본딩아암(2)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 판스프링(4)으로 지지하는 본딩툴(1), 본딩아암(2), 지지프레임(3), 코일(8), 리니어스케일(10) 등의 중량 밸런스와 판스프링(4)의 가압력과의 균형위치(B)에서 정지한다. 판스프링(4)의 가압력은, 본딩아암(2)을 균형위치(B)로 되돌리는 방향으로 움직인다. 즉, 본딩아암(2)이 균형위치(B)보다 상방위치(A)에 있을 때에는, 균형위치(B)로 밀어내리려는 가압력이 발생한다. 본딩아암(2)이 균형위치(B)보다 하방위치(C 및 D)에 있을 때에는, 균형위치(B)로 밀어올리려는 가압력이 발생한다. 또한, 균형위치(B)는 와이어 본딩장치의 기계적 요인에 따라 다르고, 균형위치(B)에 있어서의 본딩아암(2)은, 수평위치(C)로 한정되지 않는다. 여기서 기계적 요인이란, 본딩헤드부를 구성하는 부품의 가공 정밀도나 조립·조정등에 의한 기계적 오차를 말한다.In the method in which the support frame 3 is freely swinged up and down by the leaf spring 4, when the drive current 35 does not flow in the coil 8, that is, the driving force is generated in the linear motor 7. When not in use, the bonding arm 2, as shown in Fig. 5, is a bonding tool 1 supported by the leaf spring 4, a bonding arm 2, a support frame 3, a coil 8, linear The motor stops at the balance position B between the weight balance of the scale 10 and the like and the pressing force of the leaf spring 4. The pressing force of the leaf spring 4 moves in the direction which returns the bonding arm 2 to the balance position B. As shown in FIG. That is, when the bonding arm 2 is in the upward position A than the balance position B, the pressing force which tries to push down to the balance position B generate | occur | produces. When the bonding arm 2 is in the lower positions C and D than the balance position B, a pressing force to push up to the balance position B occurs. In addition, the balance position B differs according to the mechanical factor of the wire bonding apparatus, and the bonding arm 2 in the balance position B is not limited to the horizontal position C. As shown in FIG. The mechanical factor here means a mechanical error due to machining accuracy, assembly or adjustment of the parts constituting the bonding head portion.
통상의 모터의 속도제어로, 지령속도에 출력을 추종시키는 경우등은 정상편차(과도상태를 지나 출력이 시간경과에 대하여 일정한 상태에 도달한 후에 생기는 지령치와 출력의 편차)가 반드시 발생하기 때문에, 제어회로에 적분특성(I제어)을 갖게 하여 정상편차를 0으로 하는 제어가 행해진다. 즉, 편차를 적분하기 위해, 편차가 0이 될 때까지 누적된 출력이 나온다. 그렇지만 적분기를 루프내에 갖는 것은, 이에 따라서 지연이 생기고 제어계의 안정성에 영향을 미치게 된다. 그래서, 도 4에 도시하는 제어에서는 제어계의 안정성을 중요시하고 있기 때문에, 제어회로내에 적분기를 설치하는 제어는 행하고 있지 않다. 따라서 외란을 받은 경우에는 목표가 되는 높이위치를 유지할 수 없고 편차(위치어긋남)가 발생하게 된다. 또한, I제어란, 지령치와 피드백된 출력과의 편차를 적분한 것을 제어계의 이동량으로 하여 제어한 것을 말한다.In case of following output to command speed by normal speed control of motor, since normal deviation (deviation of command value and output that occurs after output reaches a certain state with respect to time) after a transient state always occurs, A control is performed in which the control circuit has an integral characteristic (I control) and the normal deviation is zero. In other words, to integrate the deviation, the cumulative output comes out until the deviation becomes zero. However, having the integrator in the loop will therefore delay and affect the stability of the control system. Therefore, in the control shown in Fig. 4, since the stability of the control system is important, the control for installing the integrator in the control circuit is not performed. Therefore, when disturbance is received, the target height position cannot be maintained and a deviation (position shift) occurs. In addition, I control means the thing which integrated the deviation of the command value and the feedback output as what was controlled as the movement amount of a control system.
균형위치(B)보다 위쪽의 상방위치(A)로 변위할수록 판스프링(4)에 의하여 아래쪽으로 끌어내리는 가압력이 커지고 또 균형위치(B)보다 아래쪽의 하방위치(C 및 D)로 변위할수록 균형위치(B)로 밀어올리려고 하는 가압력이 커진다. 이 위치 A·C·D에 의한 판스프링(4)의 스프링력의 차를 보정하는데 충분한 위치보정의 피드백을 행하면, 즉 위치의 피드백 게인의 레벨을 높게하면, 어느 레벨 이상에서 본딩아암(2)이 진동하여 버리는 문제가 있었다. 그래서, 위치의 피드백 게인의 레벨을 진동하지 않는 레벨까지 내려서 사용하고 있다. 그러나, 위치의 피드백게인의 레벨을 내리면, 높이위치에 의하여 판스프링(4)의 가압력을 보정하지 못하고 위치 어긋남이 발생한다.As the displacement to the upper position (A) above the balance position (B) increases, the pressing force pulled down by the leaf spring (4) increases, and the displacement to the lower positions (C and D) below the balance position (B) The pressing force to push up to the position B becomes large. When the position correction feedback is sufficient to correct the difference in the spring force of the leaf spring 4 by the positions A, C, and D, that is, when the level of the feedback gain of the position is high, the bonding arm 2 is above a certain level. There was a problem of this vibration. Therefore, the feedback gain of the position is lowered to the level that does not vibrate and is used. However, when the level of the feedback gain of the position is lowered, the positional displacement occurs without correcting the pressing force of the leaf spring 4 by the height position.
본딩툴(1)의 현재의 높이위치의 인식은 상기한 바와 같이 리니어 스케일(10)의 상하방향의 이동량을 위치센서(11)로 검지하고, 인코더(32)에서 출력하는 도 6 (a)에 도시하는 펄스신호(36)를 높이위치 카운터(26)로 계수하고, 이 계수결과를 제어회로(22)를 통하여 연산회로(23)로 처리함에 따라서 행하고 있다. 또한, 도 6에 있어서 A, B, C, D는, 도 5에 도시하는 본딩아암(2)의 높이위치를 표시한다.Recognition of the current height position of the bonding tool 1 is carried out in FIG. 6 (a) which detects the movement amount of the linear scale 10 in the up and down direction by the position sensor 11 and outputs it from the encoder 32. The pulse signal 36 shown in the figure is counted by the height position counter 26, and the counting result is processed by the calculation circuit 23 through the control circuit 22. As shown in FIG. In addition, in FIG. 6, A, B, C, and D show the height position of the bonding arm 2 shown in FIG.
그러나, 상기한 바와 같이 판스프링(4)의 가압력에 의하여 본딩아암(2)은 도 6(b), (c), (d)에 도시된 바와 같이 ▽표로 표시하는 위치에 정지하여, 정지위치가 어긋나고 만다. 또한, 위치(A+1)는 위치(A)보다 1피치만큼 위쪽의 위치를 표시하고, 위치(A-1)는 위치(A)보다 1피치만큼 아래쪽의 위치를 표시한다. B+1, B-1 및 C+1, C-1도 마찬가지이다. 또, 정지 피치는, 위치(B)의 정지간 피치(P(B))를 기준으로 하며, 정지 위치가, 위쪽 혹은 아래쪽으로 갈수록 판스프링(4)의 가압력이 커지므로, 1피치의 길이가 작아지는 경향이 있고, 또 이것에 누적되어 정지위치가 위쪽에 있을수록 하방측으로 어긋나는 양이 커지고, 정지위치가 아래쪽에 있을수록 상방측으로 어긋나는 양이 커진다.However, as described above, by the pressing force of the leaf spring 4, the bonding arm 2 stops at the position indicated by? Mark as shown in Figs. 6 (b), (c) and (d). Is out of order. In addition, the position A + 1 indicates a position up one pitch above the position A, and the position A-1 indicates a position one pitch down the position A. The same applies to B + 1, B-1, and C + 1, C-1. In addition, the stop pitch is based on the pitch between stops (P (B)) of the position B, and the pressing force of the leaf spring 4 increases as the stop position moves upward or downward, so that the length of one pitch There exists a tendency to become small, and it accumulates on this, and the amount which shifts to a downward side becomes large, so that the stop position is higher, and the amount which shifts to an upper side becomes larger, while the stop position is lower, it becomes large.
즉, 정지간 피치는 수학식 1 및 수학식 2와 같이 된다. 또 위치(A)에 있어서는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 판스프링(4)의 가압력은 본딩아암(2)을 하강시키는 방향으로 움직이므로 정지위치는 아래쪽 방향으로 어긋난다. 위치(B)에 있어서는 도 6(c)에 도시한 바와 같이, 균형위치이므로 펄스사이의 중앙(37)에서 정지한다. 위치(C)에 있어서는, 도 6(d)에 도시한 바와 같이, 판스프링(4)의 가압력은 본딩아암(2)을 상승시키는 방향으로 움직이므로, 정지위치는 위쪽방향으로 어긋난다.That is, the pitch between stops is as shown in equations (1) and (2). Moreover, in the position A, as shown in FIG.6 (b), since the pressing force of the leaf spring 4 moves to the direction which lowers the bonding arm 2, a stop position shifts to a downward direction. In the position B, as shown in Fig. 6C, the balance position stops at the center 37 between the pulses. In the position C, as shown in Fig. 6 (d), the pressing force of the leaf spring 4 moves in the direction of raising the bonding arm 2, so that the stop position is shifted upward.
통상, 본딩아암(2), 즉 본딩툴(1)의 높이위치의 정지제어는, 인코더(32)의 출력하는 펄스신호(36)의 펄스사이의 중앙(37)에 정지시킨다. 그러나, 상기한 바와 같이 판스프링(4)의 가압력에 의하여 본딩아암(2)은 ▽표로 표시하는 위치에서 정지하고, 정지위치가 어긋난다. 한편, 본딩툴(1)의 높이위치의 인식정밀도는, 위치센서(11)로 부터의 신호를 인코더(32)에 의하여 변환하여 높이위치 카운터(26)로 계수할때에, 어느 정도까지 세밀하게 계수할 수 있는가, 즉 분해능으로 결정되고, 그 분해능은 와이어 본딩장치를 구성하는 부품이나 회로구성등에 따라 각양각색이다. 따라서 컴퓨터(21)상에서 인식한 위치는 정확해도, 높이위치에 따라서 펄스사이의 위치어긋남이 생기는 문제가 있었다.Normally, the stop control of the bonding arm 2, that is, the height position of the bonding tool 1 is stopped at the center 37 between the pulses of the pulse signal 36 output from the encoder 32. However, as described above, the bonding arm 2 stops at the position indicated by? Mark due to the pressing force of the leaf spring 4, and the stop position is shifted. On the other hand, the recognition accuracy of the height position of the bonding tool 1 is to a certain extent when the signal from the position sensor 11 is converted by the encoder 32 and counted by the height position counter 26. It can be counted, that is, it is determined by the resolution, and the resolution varies depending on the components, circuit configurations, etc. constituting the wire bonding apparatus. Therefore, even if the position recognized on the computer 21 is correct, there is a problem that the position shift between pulses occurs depending on the height position.
본 발명의 과제는 본딩아암의 높이위치에 의한 가압력이 상이해도 높이위치를 위치결정하는 펄스신호사이의 일정위치에 정지하여 정지위치 피치가 일정하게 되고, 위치어긋남을 보정할 수 있는 본딩장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bonding apparatus capable of correcting a positional deviation by stopping at a constant position between pulse signals for positioning a height position even if the pressing force by the height position of the bonding arm is different, and correcting the position shift. To provide a control method.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 장치는, 일단부에 본딩툴을 갖추고 탄성부재에 의하여 가압되는 지지프레임에 지지되어 상하방향으로 이동가능한 본딩아암과, 이 본딩아암을 상하 구동하는 리니어 모터와, 상기 본딩아암의 높이위치를 검지하여 전기신호로 변환하는 위치검지부와, 이 위치검지부로부터의 신호를 처리하여 본딩툴의 높이위치를 산출하는 컴퓨터와, 상기 본딩툴의 높이위치의 유지 및 이동의 제어를 행하는 위치제어부를 구비한 와이어 본딩장치에 있어서, 상기 컴퓨터의 메모리에는, 상기 본딩툴의 높이위치에 있어서의 정지위치 어긋남을 보정하여 상기 위치제어부를 제어하는 위치어긋남 보정치가 기억되어 있는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for solving the above problems, a bonding arm having a bonding tool at one end and supported by a support frame pressed by an elastic member and movable up and down, a linear motor for driving the bonding arm up and down; A position detection unit that detects the height position of the bonding arm and converts it into an electrical signal, a computer which processes the signal from the position detection unit to calculate the height position of the bonding tool, and controls the maintenance and movement of the height position of the bonding tool. A wire bonding apparatus provided with a position control unit for performing a position, wherein said computer memory stores a position shift correction value for correcting a stop position shift at a height position of said bonding tool to control said position control unit. do.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방법은, 일단부에 본딩툴을 갖추고 탄성부재에 의하여 가압되는 지지프레임에 지지되어 상하방향으로 이동가능한 본딩아암과, 이 본딩아암을 상하구동하는 리니어 모터와, 상기 본딩아암의 높이위치를 검지하여 전기신호로 변환하는 위치검지부와, 이 위치검지부로부터의 신호를 처리하여 본딩툴의 높이위치를 산출하는 컴퓨터와, 상기 본딩툴의 높이위치의 유지 및 이동의 제어를 행하는 위치제어부를 구비한 와이어 본딩장치에 있어서, 상기 컴퓨터의 메모리에 상기 본딩툴의 높이위치에 있어서의 정지위치 어긋남을 보정하는 위치 어긋남 보정치를 기억시켜, 이 위치어긋남 보정치에 의하여 위치제어부를 제어하고, 상기 본딩툴의 높이위치에 있어서의 정지위치 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다.The method of the present invention for solving the above problems is a bonding arm having a bonding tool at one end and supported by a support frame pressed by an elastic member and movable up and down, a linear motor for driving the bonding arm up and down; A position detection unit that detects the height position of the bonding arm and converts it into an electrical signal, a computer which processes the signal from the position detection unit to calculate the height position of the bonding tool, and controls the maintenance and movement of the height position of the bonding tool. A wire bonding apparatus having a position control unit for performing a position control, wherein a position shift correction value for correcting a stop position shift at a height position of the bonding tool is stored in a memory of the computer, and the position control unit is controlled by the position shift correction value. And the stop position shift at the height position of the bonding tool is corrected.
도 1은 본 발명의 와이어 본딩장치의 일실시예를 도시하는 설명도,1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention;
도 2는 인코더의 출력을 도시하며, (a) 는 펄스 신호의 설명도, (b)는 위치신호의 설명도,2 shows an output of an encoder, (a) is an explanatory diagram of a pulse signal, (b) is an explanatory diagram of a position signal,
도 3은 본딩아암의 각각의 위치에 있어서의 펄스신호를 도시하며, (a)는 이동펄스열의 설명도, (b) 내지 (d)는 각각의 위치 A, B, C 부근의 펄스의 확대 설명도,Fig. 3 shows the pulse signal at each position of the bonding arm, (a) is an explanatory view of the moving pulse train, and (b) to (d) is an enlarged explanation of the pulses around the respective positions A, B and C. Degree,
도 4는 종래의 와이어 본딩장치의 설명도,4 is an explanatory diagram of a conventional wire bonding apparatus;
도 5는 본딩아암의 각각의 위치의 설명도,5 is an explanatory diagram of each position of a bonding arm;
도 6은 본딩아암의 각각의 위치에 있어서의 펄스신호를 도시하며, (a)는 이동펄스열의 설명도, (b) 내지 (d)는 각각의 위치 A, B, C 부근의 펄스의 확대 설명도.Fig. 6 shows the pulse signal at each position of the bonding arm, (a) is an explanatory view of the moving pulse train, and (b) to (d) is an enlarged explanation of the pulses around the respective positions A, B, and C. Degree.
"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명""Description of Symbols for Major Parts of Drawings"
1: 본딩 툴 2: 본딩아암 4: 판스프링1: bonding tool 2: bonding arm 4: leaf spring
7: 리니어 모터 21: 컴퓨터 35: 드라이브 전류7: linear motor 21: computer 35: drive current
36: 펄스 신호 40: 위치 어긋남 보정량 레지스터36: Pulse signal 40: Position shift correction amount register
41: 위치제어부 45: 위치검지부 46: 위치신호41: position controller 45: position detector 46: position signal
50: 메모리 51: 위치어긋남 보정치50: Memory 51: Position shift correction value
본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 3에 의하여 설명한다. 또한 도 4 내지 도 6과 같은 또는 상당부재에는, 동일부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다. 도1에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(21)에는, 기준좌표 레지스터(24)로 지시된 단위이하의 이동량을 격납하는 위치 어긋남 보정량 레지스터(40)가 설치된다. 컴퓨터(21)의 지령에 의하여 리니어 모터(7)를 제어하는 위치제어부(41)에는, 기준좌표 레지스터(24)의 출력치를 D/A 변환하는 기준좌표 발생기(42)와, 위치어긋남 보정량 레지스터(40)의 출력치를 D/A 변환하는 위치어긋남 보정량 발생기(43)와, 기준좌표 발생기(42)와 위치어긋남 보정량 발생기(43)와의 출력치를 가산하여 위치제어회로(30)로 출력하는 가산기(44)가 설치된다. 여기서, 기준좌표 발생기(42) 및 위치어긋남 보정량 발생기(43)는 각각 기준좌표 레지스터(24) 및 위치어긋남 보정량 레지스터(40)의 출력치를, 실제로 가산기(44)로 가산할 수 있는 형식으로 변환시킨다. 그래서 가산기(44)에 의하여 기준좌표 발생기(42)의 출력치에 위치어긋남 보정량 발생기(43)의 출력치를 가하여 위치제어회로(30)에 대하여 제어정보를 송출한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member equivalent or equivalent to FIGS. 4-6, and the detailed description is abbreviate | omitted. As shown in Fig. 1, the computer 21 is provided with a position shift correction amount register 40 for storing a movement amount of a unit or less indicated by the reference coordinate register 24. The position controller 41 which controls the linear motor 7 by the instruction of the computer 21 includes a reference coordinate generator 42 for D / A conversion of the output value of the reference coordinate register 24, and a position shift correction amount register ( The adder 44 which adds the output value of the position shift correction amount generator 43 which performs D / A conversion of the output value of 40, and the reference coordinate generator 42, and the position shift correction amount generator 43, and outputs it to the position control circuit 30. ) Is installed. Here, the reference coordinate generator 42 and the displacement correction amount generator 43 convert the output values of the reference coordinate register 24 and the displacement correction amount register 40 into a form that can actually be added to the adder 44, respectively. . Thus, the adder 44 adds the output value of the displacement correction amount generator 43 to the output value of the reference coordinate generator 42 to send control information to the position control circuit 30.
위치센서(11) 및 인코더(32)로 이루어지는 위치검지부(45)의 인코더(32)는 위치센서(11)로 부터의 신호를 도 2(a)에 도시하는 펄스신호(36) 및 도 2(b)에 도시하는 위치신호(46)로 변환하도록 되어 있고, 이 위치신호(46)는 신호변환회로(47)에 의하여 컴퓨터(21)의 제어회로(22)로 판독될 수 있는 형식으로 변환되고, 또한 충분한 정밀도로 제어회로(22)에 입력된다. 또, 인코더(32)의 위치신호(46)는 가산기(44)에 입력되도록 되어 있다. 위치신호(46)를 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 전압으로 표현했을 때, 펄스의 상승에서 다음 펄스의 상승까지를 ±V로 표시하고, 중앙(37)을 OV로 하고 있다. 예컨대 현재 정지하고 있는 상태에서 위치신호(46)가 OV이었다고 하여 동작시켰을 때, 동작후 정지위치가 OV가 아닌 경우에는, 그만큼의 전압이 가산기(44)로 피드백되고, 위치신호(46)가 OV의 위치에 되돌아오도록 가산기(44)의 출력을 위치어긋남 보정량 레지스터(40)의 보정정보에 따라 보정하여 일정위치에 정지시킨다.The encoder 32 of the position detecting unit 45, which is composed of the position sensor 11 and the encoder 32, has a pulse signal 36 and FIG. 2 (showing a signal from the position sensor 11 in FIG. b) is converted into a position signal 46 shown in b), which is converted into a form which can be read by the control circuit 22 of the computer 21 by the signal conversion circuit 47, and And input to the control circuit 22 with sufficient precision. The position signal 46 of the encoder 32 is input to the adder 44. As shown in Fig. 2B, when the position signal 46 is expressed in voltage, the rising edge of the pulse from the rising edge of the next pulse is represented by ± V, and the center 37 is set to OV. For example, when the position signal 46 is operated in the state of being stopped at the time of OV, if the stop position after operation is not OV, the corresponding voltage is fed back to the adder 44, and the position signal 46 is transmitted to the OV. The output of the adder 44 is corrected in accordance with the correction information of the misalignment correction amount register 40 so as to return to the position of "
그래서, 본딩아암(2), 즉 본딩툴(1)의 정지위치의 제어는 다음과 같이 행해진다. 위치제어를 행하고 있는 정지상태에서 인코더(32)의 출력의 위치신호(46)를 신호변환회로(47)를 통하여 제어회로(22)가 판독한다. 그 결과, 위치어긋남이 발생하고 있는 것을 검지하면 (위치신호(46)가 OV가 아니면), 제어회로(22)는 위치어긋남 보정량 레지스터(40)를 제어하여, 위치신호(46)가 OV가 되도록 위치어긋남 보정량 레지스터(40)로부터 위치어긋남 보정정보를 내고 위치어긋남 보정량 발생기(43)를 통하여 가산기(44)에 내용을 가산한다. 이때의 위치어긋남 보정량 레지스터(40)의 내용을 컴퓨터(21)의 메모리(50)의 위치어긋남 보정치(51)에 기억하고, 이후, 리니어 모터(7)의 동작시에는, 제어회로(22)는 본딩툴(1)의 높이위치에 따른 위치어긋남 보정치(51)를 위치 어긋남 보정량 레지스터(40)에 출력한다. 또한, 이 위치 어긋남 보정치(51)는 예컨대 위치(A)에 있어서는 P(A)-P(B)=△P(A)를, 위치(D)에 있어서는 P(D)-P(B)=△P(D)를 격납한다.Thus, the control of the bonding arm 2, that is, the stop position of the bonding tool 1, is performed as follows. The control circuit 22 reads the position signal 46 of the output of the encoder 32 in the stop state where the position control is being performed through the signal conversion circuit 47. As a result, upon detecting that the position shift has occurred (unless the position signal 46 is OV), the control circuit 22 controls the position shift correction amount register 40 so that the position signal 46 becomes OV. Position shift correction information is issued from the position shift correction amount register 40 and the contents are added to the adder 44 through the position shift correction amount generator 43. At this time, the contents of the displacement correction amount register 40 are stored in the displacement correction value 51 of the memory 50 of the computer 21. Then, in the operation of the linear motor 7, the control circuit 22 The position shift correction value 51 according to the height position of the bonding tool 1 is output to the position shift correction amount register 40. In addition, this position shift correction value 51 is P (A) -P (B) = ΔP (A) at position A, and P (D) -P (B) = at position D, for example. ΔP (D) is stored.
이와 같이, 상기 조작을 리니어 모터(7)의 동작마다 또는 일정기간마다 행하므로써, 도 3(b), (c), (d)에 도시한 바와 같이 펄스사이의 중앙(37)에 정지시킬수가 있고, 정지위치의 변동을 없이 할 수가 있다. 또 위치(A 내지 D)부근의 정지위치 피치는, 균형위치(B)의 정지위치간 피치(P(B))와 동등하게 되고, 각각의 위치(A내지 D)에 있어서의 정지위치 피치의 위치어긋남이 없어진다.In this way, the above operation is performed for each operation of the linear motor 7 or at a predetermined period, so that the center 37 between the pulses can be stopped as shown in FIGS. 3B, 3C, and 3D. It is possible to make the stop position unchanged. The stop position pitch near the positions A to D becomes equal to the pitch between stop positions of the balance position B (P (B)), and the stop position pitch at each position A to D is determined. Position shift is eliminated.
도 1에 도시하는 컴퓨터(21)의 메모리(50)에는, 본딩툴(1)의 각각의 위치 A‥B‥C‥D에 따라서, 상기한 위치 어긋남 보정치(51)와 판스프링(4)의 가압력의 변화를 보정하기 위해 필요한 보정 전류치(52)와, 기타의 정보(53)(상기 리니어 스케일(10)과 본딩툴(1)의 상하방향의 이동량과의 비율과, 위치센서(11)의 양자화 계수와 리니어 모터(7)의 구동전압등)가 격납되어 있다.In the memory 50 of the computer 21 shown in FIG. 1, the position shift correction value 51 and the leaf springs 4 according to the positions A ... B ... C ... D of the bonding tool 1 are provided. The correction current value 52 necessary for correcting the change in the pressing force, other information 53 (a ratio between the linear scale 10 and the amount of movement in the vertical direction of the bonding tool 1, and the position sensor 11 A quantization coefficient and a driving voltage of the linear motor 7) are stored.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 판스프링(4)으로 지지프레임(3)을 상하방향으로 요동자유롭게 지지한 구조에 적용한 경우에 관하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 이와 같은 구조에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 일본 특개평 4-352336호 공보와 같이, 툴아암(본딩아암)이 아암홀더(지지프레임)에 고정되고, 아암홀더(지지프레임)가 지축을 지점으로 하여 상하이동하고, 스프링으로 아암홀더(지지프레임)를 가압하는 구조에 있어서, 본딩헤드(이동테이블)에 고정된 모터를 리니어 모터로 대신한 경우에도 적용할 수 있다. 즉 아암홀더(지지프레임)에 리니어 모터의 코일을 고정하고 본딩헤드(이동테이블)에 마그네트를 고정한 경우에 있어서도, 스프링의 가압력으로 툴아암(본딩아암)의 정지위치가 어긋나므로, 이와 같은 구조에도 적용할 수 있다.In addition, in the said embodiment, the case where it applied to the structure which supported the support frame 3 by the leaf spring 4 in the up-down direction freely was demonstrated. However, the present invention is not limited to such a structure. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-352336, a tool arm (bonding arm) is fixed to an arm holder (support frame), the arm holder (support frame) moves up and down with its axis as a point, and an arm holder with a spring ( In the structure for pressing the support frame), it is also applicable to a case where a motor fixed to the bonding head (moving table) is replaced with a linear motor. In other words, even when the coil of the linear motor is fixed to the arm holder (support frame) and the magnet is fixed to the bonding head (moving table), the stop position of the tool arm (bonding arm) is shifted by the pressing force of the spring. Applicable
본 발명에 의하면, 위치신호에 의하여 본딩툴의 높이위치에 있어서의 정지위치 어긋남을 보정하므로, 본딩아암의 높이 위치에 위한 가압력이 달라져도 높이위치를 위치결정하는 펄스 신호사이의 일정위치에 정지하여 정지위치 피치가 일정하게 되어, 위치어긋남을 보정할 수가 있다.According to the present invention, the stop position shift at the height position of the bonding tool is corrected according to the position signal, so that even if the pressing force for the height position of the bonding arm is changed, it stops at a predetermined position between the pulse signals for positioning the height position. The position pitch is made constant, and the position shift can be corrected.
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